Onde gravitationnelleEn physique, une onde gravitationnelle, appelée parfois onde de gravitation, est une oscillation de la courbure de l'espace-temps qui se propage à grande distance de son point de formation. Albert Einstein a prédit l'existence des ondes gravitationnelles en : selon sa théorie de la relativité générale qu’il venait de publier, de même que les ondes électromagnétiques (lumière, ondes radio, rayons X, etc.) sont produites par les particules chargées accélérées, les ondes gravitationnelles seraient produites par des masses accélérées et se propageraient à la vitesse de la lumière dans le vide.
GW150914GW150914 est le nom du signal à l’origine de la première observation directe d’ondes gravitationnelles annoncée le par les laboratoires LIGO et Virgo. La détection a été faite le à sur les deux sites américains jumeaux LIGO construits en Louisiane et dans l’État de Washington à trois mille kilomètres de distance. La forme d’onde correspond aux prédictions de la relativité générale concernant la chute en spirale et la fusion d’une paire de trous noirs et l’effet provoqué par le trou noir résultant.
Observatoire d'ondes gravitationnellesEn astronomie, un observatoire d'ondes gravitationnelles (on parle aussi de détecteur d'ondes gravitationnelles) est un système destiné à détecter et mesurer les ondes gravitationnelles. Un moyen relativement simple d'observer ces ondes est connu sous le nom de barre de Weber : sous l'effet d'une onde gravitationnelle, l'espace-temps se déforme très légèrement. Ainsi, un objet est également déformé - on peut alors déduire l'intensité et la provenance de l'onde.
Astronomie gravitationnellevignette|La chambre de contrôle de l'interféromètre LIGO, spécialisé dans la détection des ondes gravitationnelles. L’astronomie gravitationnelle, ou astronomie des ondes gravitationnelles, est la branche de l'astronomie qui observe les objets célestes grâce aux ondes gravitationnelles. Les ondes gravitationnelles sont tout d'abord par Albert Einstein lorsqu'il établit la théorie de la relativité générale, nouvelle théorie décrivant la gravitation en remplacement de la théorie établie par Isaac Newton au .
Gravitational wave backgroundThe gravitational wave background (also GWB and stochastic background) is a random background of gravitational waves permeating the Universe, which is detectable by gravitational-wave experiments, like pulsar timing arrays. The signal may be intrinsically random, like from stochastic processes in the early Universe, or may be produced by an incoherent superposition of a large number of weak independent unresolved gravitational-wave sources, like supermassive black-hole binaries.
Pulsarthumb|Vue artistique d'un pulsar tirant de la matière d'une étoile proche. Un pulsar est un objet astronomique produisant un signal périodique allant de l'ordre de la milliseconde à quelques dizaines de secondes. Ce serait une étoile à neutrons tournant très rapidement sur elle-même (période typique de l'ordre de la seconde, voire beaucoup moins pour les pulsars milliseconde) et émettant un fort rayonnement électromagnétique dans la direction de son axe magnétique.
Effet Shapirovignette|alt=|Vue d'artiste de l'expérience de mesure de l'effet Shapiro réalisée, en 2003, dans le cadre de la mission Cassini-Huygens : la trajectoire de l'onde radioélectrique (en vert) émise par la sonde Cassini est une géodésique. L’effet Shapiro ou retard Shapiro, nommé en l'honneur de l'astrophysicien américain Irwin Ira Shapiro, aussi connu comme le retard de la lumière ou retard gravitationnel de la lumière, est un effet résultant de la relativité générale qui voit le temps d'arrivée d'un signal se propageant dans l'espace affecté par la présence de matière dans son voisinage.
Décalage d'EinsteinLe décalage vers le rouge gravitationnel, dit décalage d'Einstein, est un effet prédit par les équations d'Albert Einstein de la relativité générale. D'après cette théorie, une fréquence produite dans un champ de gravitation est vue décalée vers le rouge (c'est-à-dire diminuée) quand elle est observée depuis un lieu où la gravitation est moindre. La cause de ce décalage des fréquences est dans la dilatation du temps créée par la gravitation. Mais une autre explication peut être fournie par la contraction des longueurs due à la gravitation, appliquée aux longueurs d'onde.
Métrique d'Alcubierrevignette|Exemple de métrique de Alcubierre montrant, diamétralement opposées, la contraction et la dilatation de deux régions de l'espace-temps propulsant la région centrale. La métrique d'Alcubierre, également connue sous le nom de propulsion Alcubierre (Alcubierre drive) et commande de chaîne, est un tenseur métrique solution des équations d'Einstein découvert en 1994 par le physicien mexicain Miguel Alcubierre.
Planète de pulsarvignette|Vue d'artiste du système planétaire de Une planète de pulsar est une exoplanète orbitant autour d'un pulsar, un type d'étoiles à neutrons en rotation rapide et fortement magnétisées qui émettent des faisceaux de lumière par leurs pôles magnétiques. C'est autour d'un pulsar milliseconde qu'a été annoncée puis confirmée en 1992 la découverte depuis le radiotélescope d'Arecibo par Dale Frail et Aleksander Wolszczan des deux premières exoplanètes connues, orbitant respectivement à et de La détection de telles planètes repose sur la mesure, par chronométrie, des infimes variations de la périodicité des pulsars, qui permettent de calculer les principaux paramètres orbitaux des corps responsables de ces perturbations.
Rayonnement cosmiqueLe rayonnement cosmique est le flux de noyaux atomiques et de particules de haute énergie (c'est-à-dire relativistes) qui circulent dans le milieu interstellaire. Le rayonnement cosmique est principalement constitué de particules chargées : protons (88 %), noyaux d'hélium (9 %), antiprotons, électrons, positrons et particules neutres (rayons gamma, neutrinos et neutrons). La source de ce rayonnement se situe selon les cas dans le Soleil, à l'intérieur ou à l'extérieur de notre galaxie.
Virgo (interféromètre)Virgo est un instrument scientifique géant construit à Santo Stefano a Macerata, un hameau de Cascina, près de Pise en Italie. La collaboration internationale associée comprend des laboratoires de cinq pays : la France et l'Italie (les deux pays à l'origine du projet), les Pays-Bas, la Pologne et la Hongrie. Le détecteur Virgo est un interféromètre de Michelson isolé des perturbations extérieures (miroirs et instrumentation suspendus, faisceaux laser sous vide) et dont chacun des bras mesure trois kilomètres de long.
Trou noir binairevignette|Vue d'artiste de deux trous noirs en train de fusionner. Un trou noir binaire est un système binaire hypothétique composé de deux trous noirs en orbite l'un autour de l'autre. Ils sont l'une des plus grandes sources d'ondes gravitationnelles de l'univers observable. Ce système binaire serait instable en raison d'une certaine perte de moment cinétique avec le temps. Conséquemment, les trous noirs se rapprochent l'un de l'autre jusqu'à ce qu'ils fusionnent, ce qui crée des changements de caractéristiques qui entraînent certains changements structurels au sein d'une hypothétique galaxie hôte.
Méthodes de détection des exoplanètesEn astronomie, la recherche des exoplanètes fait appel à plusieurs méthodes de détection. La majorité de ces méthodes sont à l'heure actuelle indirectes, puisque la proximité de ces planètes avec leur étoile est si grande que leur lumière est complètement noyée dans celle de l'étoile. Méthode des vitesses radiales La méthode des vitesses radiales est la méthode qui a permis aux astronomes suisses Michel Mayor et Didier Queloz de détecter la première exoplanète autour de l'étoile 51 Peg.
Pulsar timing arrayA pulsar timing array (PTA) is a set of galactic pulsars that is monitored and analysed to search for correlated signatures in the pulse arrival times on Earth. As such, they are galactic-sized detectors. Although there are many applications for pulsar timing arrays, the best known is the use of an array of millisecond pulsars to detect and analyse long-wavelength (i.e., low-frequency) gravitational wave background.
Relativité généraleLa relativité générale est une théorie relativiste de la gravitation, c'est-à-dire qu'elle décrit l'influence de la présence de matière, et plus généralement d'énergie, sur le mouvement des astres en tenant compte des principes de la relativité restreinte. La relativité générale englobe et supplante la théorie de la gravitation universelle d'Isaac Newton qui en représente la limite aux petites vitesses (comparées à la vitesse de la lumière) et aux champs gravitationnels faibles.
Voyage dans le tempsLe voyage dans le temps est un des grands thèmes de la science-fiction, au point d’être considéré comme un genre à part entière. L’idée d’aller revivre le passé ou de découvrir à l’avance le futur est un rêve humain causé par le fait que l’être humain avance dans le temps de manière permanente, mais irréversible (et, à l’état de veille, apparemment de façon linéaire). La première mention d’un voyage dans le temps serait le personnage de Merlin l’Enchanteur dans le cycle arthurien des chevaliers de la Table ronde, qui visitait les temps passés.
Pulsar millisecondeUn pulsar milliseconde (de l'anglais en), parfois nommé pulsar recyclé , est un pulsar dont la période de rotation est de l'ordre d'une à dix millisecondes. L'origine des pulsars millisecondes n'est pas connue avec certitude. La théorie la plus commune soutient qu'ils commencent leur existence comme pulsars de période plus longue et sont progressivement accélérés (ou « recyclés ») . Certains pulsars émettant des rayons X seraient en cours d'accrétion et d'accélération.
Pulsar binairevignette|Précession géodétique d'un pulsar binaire. L'animation pose l'un des deux pulsars comme système de référence, considéré comme immobile. On voit les effets relativistes sur la rotation de l'autre, dans ce cas-ci PSR J1906+0746. Un pulsar binaire est un couple d'étoiles dont l'une des étoiles est une étoile à neutrons de type pulsar. La seconde étoile de ce système est appelé « compagnon », et peut être à n'importe quel stade de son évolution.
